电厂抗燃油应用质量标准及应用

随着大容量、高参数发电机组的广泛投入，蒸汽温度不断提高，对电液调速系统（DEH）的运行工况也提出了更高的要求。超超临界机组主蒸汽温度已达600℃以上，远远超出了普通矿物油的自燃温度（350℃）。目前磷酸酯抗燃油这一人工合成油因其具有良好的抗燃性、物理性、抗氧化安定性、低挥发性低、抗磨性等特点，现被普遍用于高参数发电机组的太阳游戏城机调速系统。调速系统（DEH）的关键是电液伺服系统，其核心元件是伺服阀，伺服阀的性能又能直接决定DEH系统的调节品质（稳定性、快速性、准确性）。而伺服阀对油液的品质非常敏感，电液伺服系统中有90%的故障是由于油液污染造成的。为了保证系统的长期可靠的运行，采用高效的油液维护手段就显得十分重要。电厂化学检测对抗燃油各项指标的监督尤为必要，化学监督和油务维护相结合，建立健全抗燃油运行维护管理台账，防止油质劣化，延长油质使用寿命，能够从根本上保证液压调速系统的运行工况，从而保证机组的安全稳定运行。

1磷酸酯抗燃油的基本特点

磷酸酯抗燃油是一种合成的液压油，它的某些特性与矿物油截然不同，磷酸酯是一种应用较普遍的抗燃液压油。它的粘度、闪点、自燃点等特性能适合于太阳游戏城机组调速系统对介质的要求。抗燃油外观透明、均匀，新油略呈淡黄色，对皮肤、眼睛和呼吸道有一定刺激作用，难燃性是磷酸酯最突出特性之一，在极高温度下也能燃烧，但它不传播火焰，或着火后能很快自灭，磷酸酯具有高的热氧化稳定性。

2 抗燃油各指标对调速系统影响分析

2.1粘度

合理的粘度是抗燃油持续流动的前提，是建立系统油压的保证。同时也是判断抗燃油是否被其它液体污染或劣化变质的依据。粘度增大，流动性会变差，会增大泵的负载能力，增大EH系统中过滤器的压力，损坏滤芯，滤芯一旦损坏就起不到对抗燃油过滤作用，油中的颗粒等污染物就会造成泵的磨损、卡涩等，而影响到系统控制。粘度降低，系统油压建立不起来，蒸汽门难以顺利开启。粘度降低还会使油液流经节流孔小孔或缝隙式口的流量增大，使原来调节好的工作速度发生改变，影响工作的稳定性，降低工作精度。建议化学监督每三个月检测一次粘度指标。

2.2酸值

酸值是评定抗燃油劣化或水解变质的一项重要指标，酸值高说明抗燃油已经劣化或是有水解反应。酸值越低越有利于抗燃油的稳定，高酸值的油对金属部件有腐蚀作用，由于调速系统均采用不锈钢材料，酸腐蚀不是主要问题，最主要的问题是酸值升高，说明油已劣化或水解变质，油中有劣化产物生成，这些劣化产物会不同程度的影响油的电阻率、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能，进而影响调速系统准确，稳定，高效的运行。抗燃油和矿物油一样，在接触氧气和高温下都会发生氧化反应，产生酸性化合物。另外抗燃油比矿物油还多了一种化学反应，就是水解反应，抗燃油遇水后会发生水解，水解后会生成磷酸或半磷酸等酸性物质。氧化反应加水解反应，使得抗燃油酸值升高的速度较矿物油要快。抗燃油本身的分子结构决定其自身劣化的特性，尤其在高温等环境下，化学结构发生改变生成酸性物质，烃类物质等影响酸值。控制抗燃油酸值的改变，首先要控制抗燃油中的含水量，阻止抗燃油水解的必要条件。其次还要控制抗燃油的油温在电力标准要求范围35---55℃内，避免抗燃油高温老化等。建议电厂化学监督每个月检测一次抗燃油酸值指标。

2.3水分

磷酸酯抗燃油容易与水分作用发生水解，可生成酸性磷酸二酯，酸性磷酸一酯和酚类物质等。水解产生的酸性物质对油的进一步水解产生催化作用，使油质加速劣化变质，致使酸值升高、电阻率降低，导致电化学腐蚀问题。水分超标还可能引起抗燃油的乳化和起泡沫等问题。抗燃油水分超标也会降低抗燃油的粘度，影响系统油压的建立。含水量越低，越有利于油质的稳定，进而影响系统的运行。抗燃油中的水分主要来源于从油箱顶部呼吸口吸入的空气中的潮气，油吸收了潮气，水分就会増长。机组停机大修时，有一些凝结水会进入抗燃油中。如果抗燃油中水分大量增加，可能是冷油器泄露造成的，应及时检查冷油器的密封圈。运行中应给油箱呼吸口加装带干燥剂的呼吸器，并注意经常更换，保持干燥剂干燥。有条件的电厂应该搭配真空滤油机配合使用。建议化学监督每个月检测液压油水分指标。

2.4电阻率

电阻率是磷酸酯抗燃油的一项重要油质控制指标，它反映客该指标是确定调速系统部件能否发生电化学腐蚀的关键指标。电阻率过低会发生调速部件伺服严重的电化学腐蚀而影响系统控制。将电阻率控制在较高的范围是保证调速系统稳定、准确、快速、安全运行的关键。如果油在运行中电阻率低 ，就有可能引起系统调速部套的电化学腐蚀，尤其是在伺服内由于油流速及油流形态的变化，极易发生电化学腐蚀。它会导致伺服的卡涩、内漏及油泵负载电流加大的问题，就可能影响机组调节系统的性能，严重时会危机机组的安全运行。电阻率越低，电化学腐蚀就越严重。电化学腐蚀对于部件是一种不可修复的损坏。在伺服上可看到损伤面呈灰黑色，凸凹不平的点坑状，电化学腐蚀的结果是不得不频繁更换被腐蚀破坏的性能无法满足要求的部件，如伺服的更换等。有些电厂使用硅藻土滤芯也会释放出的金属离子以及系统太阳游戏城械运动表面磨损产生的金属粉末等都会增加抗燃油的导电能力，降低抗燃油的电阻率。抗燃油系统中的油温一般控制在35-55℃，但是油动机靠近蒸汽门，伺服中的油温要高的多。其电阻率随温度变化很快。对三芳基磷酸酯的实验表明，当油温从20℃上升到90℃时，电阻率由1.2X1011 下降到6X108。由于环境、设备因素或人员失误，超温现象还是会时有发生，这些局部过热的存在大大加快了抗燃油的劣化速度。建议电厂化学监督要每个月检测一次电阻率指标。

2.5颗粒度

抗燃油中的固体颗粒主要来源于外部污染及内部零件的磨损。抗燃油中的颗粒会造成 EH 系统中泵等精密部件的运动表面磨损，还会造成节流孔的堵塞，伺服喷嘴与挡板的卡涩等，进而影响到系统油压大幅波动，蒸汽门控制失效，门开关滞后等结果。油中的固体颗粒还会加快抗燃油的老化。油中颗粒有两类：一类是硬质颗粒如金属屑、沙粒、尘埃及金属氧化物等；一类是软质颗粒如油泥、凝胶状物等。如果油中硬质颗粒在不断增加，说明油泵等转动部件有磨损或金属部件被腐蚀，抗燃油劣化后产生的金属盐；如果软质颗粒在不断增加，说明油质可能劣化程度较严重，产生了油泥。所以说，油中的颗粒度指标对整个系统影响很大，应严格加以控制。控制颗粒度指标可以在系统中合理地布置过滤器；新油经滤油机过滤合格后才能加入到系统中。建议化学监督每月检测一次颗粒度指标。

2.6泡沫特性

泡沫特性会改变油的压缩系数，会导致电液控制信号失准，危及太阳游戏城机组的安全运行。在高压下，油中气泡破裂，造成油系统压力波动，引起噪声和振动，气泡进入油泵会引起油泵的汽蚀现象，油系统设备产生损坏。高压下气泡破裂时在破裂区域产生的高能及气体中的氧会使油发生氧化劣化。油中泡沫容易在油箱中造成假油位，严重时导致跑油事故。新抗燃油中含有抗泡沫的成份，所以新油基本上不起泡沫。运行油的泡沫特性变差一般是由于油的老化、水解变质或油被污染而造成。在运行中应避免在油中引入含有钙、镁离子的化合物，因为钙、镁离子与油劣化产生的酸性产物作用生成的皂化物会严重影响油的空气释放特性和抗泡沫特性。有少数情况是由于抗燃油被污染（例如清洁油系统时使用的含发泡剂的清洁剂残液）造成泡沫超标。解决运行抗燃油泡沫超标的方法有两种，一种是当运行油的泡沫超标不严重时，可向运行油中添加部分新油，新油中所含的抗泡沫成份分散到运行油中，使泡沫得以消除。当运行油的泡沫超标严重时，解决泡沫问题只有向油中添加消泡剂办法，可以在运行状态下添加，不影响机组的正常运行。另一种是配置分子极性吸附再生脱水装置，去除抗燃油劣化产生的极性物质及金属盐类等物质消除引发泡沫超标的原因，从而杜绝泡沫的产生。

2.7氯含量

磷酸酯抗燃油中氯含量过高，会对伺服阀等油系统部件产生腐蚀，并可能损坏某些密封材料，造成系统失效。在平日的化学监督中，要防止氯离子进入到系统中，不可以使用含氯溶剂清洗系统部件。严禁使用含氯的喷雾清洁剂清理控制油系统各个部件内外表面。如果发现运行油中氯含量超标，说明磷酸酯抗燃油可能受到含氯物质的污染，应查明原因，采取措施进行处理。

3运行中抗燃油的各控制指标要求及异常处理

抗燃油各监督指标相辅相成，互相影响。单一指标超标不重视就会协同作用各指标变差，引起油质劣化。

此外在运行中油温应控制在35℃~55℃，温度升高则会严重影响到抗燃油酸值、电阻率、泡沫特性等指标。这些指标会影响到调速系统的稳定运行。高温使油的颜色变深，粘度改变，还会引起油中添加物的分解，生成高分子物质。高温对油的危害是复杂的，多方面的。

运行中磷酸酯抗燃油油质异常原因及处理措施见下表：

4电厂抗燃油油质控制经验分享

4.1电厂抗燃油控制系统概述

电厂2x1030MW超超临界机组的DEH系统，使用的介质为美国阿克苏公司生产的FYRQUEL EHC PLUS磷酸酯合成抗燃液压油，对温度和杂质以及物理化学特性（如酸值、电阻率、水分等）的要求非常高，其指标的控制由在线循环系统和离线净化装置共同来承担。

电厂化验室按照抗燃油监督管理导则规定的周期基础上，增加检验频次。每月都会对液压油水分、酸值、颗粒度、电阻率各指标进行化学监督。发现异常指标及时通知油务处理，并进行跟踪闭环。

4.2在线循环系统

电厂抗燃油配置有在线循环系统，主要包括冷却系统和再生系统。每套系统包含一套双联泵，即一台电动机带动两只油泵。一只油泵用于向冷却系统提供油源，另一只油泵用于向再生系统提供油源。

由于抗燃油对于温度的变化非常敏感，如果温度过高，油的老化将非常快。因此，配备一个性能优良的冷却器非常重要。本系统冷却器采用空气冷却，结构简单不需要冷却水，完全避免了冷油器泄漏，造成油中进水的事故发生。冷却泵将油从油箱送到冷却器，通过风扇对油进行冷却，再经过滤油器后送入油箱。两台再生油泵出来的油经过逆止阀后合并为一路油，送到由阴阳离子交换树脂组合的再生装置中去改善油质，改变抗燃油的酸值并过滤油中的杂质。再生后的油再经过滤油器后送入油箱。在再生装置前还设计有过压阀，如果再生装置发生堵塞，油将通过过压阀旁路回油箱，防止发生超压引起系统污染和泄漏。

阴阳离子交换树脂组合的再生装置的优点：

1）树脂是有效的去酸材料

2）质量稳定，容易获取、制造

3）颗粒相对大而软，不易造成系统污染和部件损伤

4）没有可被萃取置换的金属物

5）阳阴离子树脂组合能去除油液中的金属皂

6）有利于维持电阻率

7）系统维护减少，改善运行中油液的性能，使用寿命延长

4.3离线净化装置

为了保证EH系统抗燃油物理化学指标，长期运行中的稳定性，电厂为每台机组配备了一台真空净化装置和一台共用的分子极性吸附脱水装置。

4.3.1真空净化装置

真空净化装置使用的是公司生产的TYC系列让燃油滤油机。该处理装置是真空离子交换型式，能净化清除：100%的游离水和高达95%的溶解水；100%的游离气体和90%的溶解气体；油液清洁度可以达到NAS4级，能够满足对抗燃油净化的基本要求。该装置由于使用方便且维护量较小，正常只需进行真空泵油液定期补充或更换及各部位滤芯的更换，所以承担了电厂对EH系统抗燃油的定期维护的任务。在抗燃油各物理化学指标指标正常的情况下，兼顾真空脱水会影响到抗燃油稳定性的不利因素，维护周期控制在半个月投用8个小时。

在2021年8月电厂曾发现过一次#1液压油过一次颗粒物超标，HNP021-X109系列液体净化设备处理效果如下：

4.3.2分子极性吸附脱水装置

电厂还配备了一台可移动式抗燃油再生装置。该装置采用了创新的强极性分子吸附原理，再生滤芯用的吸附剂具有强极性，其吸附力强、吸附容量大、吸附选择性好，只吸附极性分子即抗燃油劣化产物分子。可将真正劣化变质的当抗燃油的酸值、电阻率、泡沫特性等指标数值偏离标准较大时，可短时间内恢复到标准的水平。使用KZTZ抗燃油分子极性吸附再生脱水装置处理后，酸值≤0.05mgKOH/g；电阻率（20℃）≥1.0×1010Ω·cm；此外还可使油的颜色明显变浅，泡沫特性得以改善。

电厂在2021年8月份曾发现#2液压油电阻率、颗粒度超标。经过抗燃油再生装置处理效果如下：

4 总结

磷酸酯抗燃油价格昂贵，在电厂不仅使用量大，而且使用时间长。必须对该油品性质认识不断完善，提高监督管理水平的提高，才能使运行中出现的油质问题得到妥善解决，延长油品的使用寿命。磷酸酯抗燃油的特性注定了我们必须长期做好监督维护和管太阳游戏城作，这需要从维护人员到运行人员到油务监督人员相互配合，各负其责，共同努力，抓好每个环节的质量关，为机组的安全经济运行提供保障。